3era EVALUACIÓN QUÍMICA GENERAL I 17-02-10

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NOMBRES
APELLIDOS
No. en LISTA
PARALELO
NOTA: PARA ESTA EVALUACIÓN EL SIGNO COMA (,) SE TOMARÁ PARA REPRESENTAR MILES, EJEMPLO: 10 +3 = 1,000. EL PUNTO (.) SE TOMARÁ PARA REPRESENTAR
DECIMALES, EJEMPLO: 10-1 = 0.1.
OBSERVACIÓN: SIRVASE LEER CUIDADOSAMENTE CADA UNO DE LOS TEMAS PLANTEADOS, ESTO A FIN DE CONTESTARLOS EN BASE A LO SOLICITADO EN LOS
MISMOS. PARTICULAR QUE SIGNIFICA: COMPRENDERLO, INTERPRETARLO, ANALIZARLO, RESOLVERLO Y EXPRESAR SU RESPUESTA CON CLARIDAD.
#1 (10 p) REGISTRO de las EXPRESIONES para las CONSTANTES de EQUILIBRIO
1A. En primer lugar, escriba la expresión para la constante de equilibrio de la reacción en términos de concentraciones:
2 H2S (g) + 3 O2 (g) ↔ 2 SO2 (g) + 2 H2O (g)
2A. Ahora, sírvase escribir la relación entre Kp y Kc para la reacción referida considerando la variación de número de
moles entre productos y reactivos (delta n):
NOTA: PARA ESTA EVALUACIÓN EL SIGNO COMA (,) SE TOMARÁ PARA REPRESENTAR MILES, EJEMPLO: 10 +3 = 1,000. EL PUNTO (.) SE TOMARÁ PARA REPRESENTAR
DECIMALES, EJEMPLO: 10-1 = 0.1.
OBSERVACIÓN: SIRVASE LEER CUIDADOSAMENTE CADA UNO DE LOS TEMAS PLANTEADOS, ESTO A FIN DE CONTESTARLOS EN BASE A LO SOLICITADO EN LOS
MISMOS. PARTICULAR QUE SIGNIFICA: COMPRENDERLO, INTERPRETARLO, ANALIZARLO, RESOLVERLO Y EXPRESAR SU RESPUESTA CON CLARIDAD.
#2 (10 p) PREDICCIÓN de la DIRECCIÓN de una REACCIÓN QUÍMICA USANDO CONCENTRACIONES INICIALES
1 atm = 1.013 x 105 Pa *><* 1 torr = 1mmHg = 133.3 Pa *><*
1 psi = 6.895 x 103 Pa *><*
1 bar = 105 Pa
Se introdujo una mezcla de hidrógeno, yodo y yoduro de hidrógeno, cada uno a una presión de 0,65 bares, en un
recipiente calentado a 783 K. A esa temperatura el valor de Kp es igual a 46 (Kp = 46), siendo la ecuación balanceada para
la reacción en equilibrio:
H2 (g) + I2 (g) ↔ 2HI (g)
Prediga si el yoduro de hidrógeno (HI) tiende a formarse o a descomponerse en los reactivos H2 (g) y I2 (g):
Explique el por qué:
NOTA: PARA ESTA EVALUACIÓN EL SIGNO COMA (,) SE TOMARÁ PARA REPRESENTAR MILES, EJEMPLO: 10 +3 = 1,000. EL PUNTO (.) SE TOMARÁ PARA REPRESENTAR
DECIMALES, EJEMPLO: 10-1 = 0.1.
OBSERVACIÓN: SIRVASE LEER CUIDADOSAMENTE CADA UNO DE LOS TEMAS PLANTEADOS, ESTO A FIN DE CONTESTARLOS EN BASE A LO SOLICITADO EN LOS
MISMOS. PARTICULAR QUE SIGNIFICA: COMPRENDERLO, INTERPRETARLO, ANALIZARLO, RESOLVERLO Y EXPRESAR SU RESPUESTA CON CLARIDAD.
#3 (10 p) EFECTO DE AÑADIR O DE EXTRAER REACTIVOS Y PRODUCTOS a un SISTEMA en EQUILIBRIO:
Considere el siguiente equilibrio:
4 NH3 (g) + 3O2 (g) ↔ 2N2 (g) + 6 H2O (g)
Prediga el efecto sobre cada concentración de equilibrio por las siguientes tres perturbaciones (tensiones) sobre el
sistema referido:
a) La adición paralela de N2 y H2O gaseosos al sistema:
b) La extracción paralela de NH3 y O2 gaseosos del sistema:
c) La extracción paralela de H2O y N2 gaseosos del sistema:
NOTA: PARA ESTA EVALUACIÓN EL SIGNO COMA (,) SE TOMARÁ PARA REPRESENTAR MILES, EJEMPLO: 10+3 = 1,000. EL PUNTO (.) SE TOMARÁ PARA REPRESENTAR
DECIMALES, EJEMPLO: 10-1 = 0.1.
OBSERVACIÓN: SIRVASE LEER CUIDADOSAMENTE CADA UNO DE LOS TEMAS PLANTEADOS, ESTO A FIN DE CONTESTARLOS EN BASE A LO SOLICITADO EN LOS
MISMOS. PARTICULAR QUE SIGNIFICA: COMPRENDERLO, INTERPRETARLO, ANALIZARLO, RESOLVERLO Y EXPRESAR SU RESPUESTA CON CLARIDAD.
#4 (10 p) DENSIDAD SOLUCIONES ACUOSAS
La densidad de una disolución acuosa de metanol (CH3OH) 2.45 M es 0.976 g/mL. ¿Cuál es la molalidad de la disolución?
La masa molar del metanol es 34.04 g.
Dato: Peso Molecular de (CH3OH) = 32.04 g
DESARROLLO:
NOTA: PARA ESTA EVALUACIÓN EL SIGNO COMA (,) SE TOMARÁ PARA REPRESENTAR MILES, EJEMPLO: 10 +3 = 1,000. EL PUNTO (.) SE TOMARÁ PARA REPRESENTAR
DECIMALES, EJEMPLO: 10-1 = 0.1.
OBSERVACIÓN: SIRVASE LEER CUIDADOSAMENTE CADA UNO DE LOS TEMAS PLANTEADOS, ESTO A FIN DE CONTESTARLOS EN BASE A LO SOLICITADO EN LOS
MISMOS. PARTICULAR QUE SIGNIFICA: COMPRENDERLO, INTERPRETARLO, ANALIZARLO, RESOLVERLO Y EXPRESAR SU RESPUESTA CON CLARIDAD.
#5 (10 p) DENSIDAD DE UN SOLIDO A PARTIR DE DATOS MICROSCOPICOS:
La plata cristaliza forma celdas cúbicas centradas en las caras y la longitud de la arista de la celda unitaria es de 408.7
pm. El peso atómico de la plata = 107.9 g. Con la información presentada sírvase calcular la densidad de la plata en
gramos (g) sobre centímetros cúbicos (cm3).
DESARROLLO:
NOTA: PARA ESTA EVALUACIÓN EL SIGNO COMA (,) SE TOMARÁ PARA REPRESENTAR MILES, EJEMPLO: 10 +3 = 1,000. EL PUNTO (.) SE TOMARÁ PARA REPRESENTAR
DECIMALES, EJEMPLO: 10-1 = 0.1. OBSERVACIÓN: SIRVASE LEER CUIDADOSAMENTE CADA UNO DE LOS TEMAS PLANTEADOS, ESTO A FIN DE CONTESTARLOS EN BASE
A LO SOLICITADO EN LOS MISMOS. PARTICULAR QUE SIGNIFICA: COMPRENDERLO, INTERPRETARLO, ANALIZARLO, RESOLVERLO Y EXPRESAR SU RESPUESTA CON
CLARIDAD.
#6 (10 p) CÁLCULOS del pH PARA un ÁCIDO DÉBIL y la desprotonación porcentual de referido compuesto.
Calcular el pH de una disolución 0.20 M de HCN (ácido débil; Ka = 4.9 x 10-10) y el porcentaje de ionización solicitado en
la tabla no.3. Para lo anterior sírvase utilizar los espacios en blanco de las tablas no.1, no.2 y no.3.
Tabla no. 1 Ecuación de disociación del HCN (acido débil) y tabulación de concentraciones de las especies que participan en la
reacción en equilibrio.
ECUACIÓN DE DISOCIACIÓN
DEL ACIDO
=
+
CONCENTRACIONES
INICIALES
CONCENTRACIONES DE
CAMBIO
CONCENTRACIONES DE
EQUILIBRIO
+
Tabla no. 2 Sustitución de las concentraciones de equilibrio en la expresión de Ka, calculo de incógnita x, [H ] y pH
Sustitución de las concentraciones de equilibrio en la
expresión de Ka:
+
Calculo de la incógnita x y del [H ]
Aproximación simplificada de x (pequeña cantidad de acido
disociado)
Calculo del pH
En la tabla no.3 calcular el porcentaje de desprotonación porcentual del ácido referido
NOTA: PARA ESTA EVALUACIÓN EL SIGNO COMA (,) SE TOMARÁ PARA REPRESENTAR MILES, EJEMPLO: 10 +3 = 1,000. EL PUNTO (.) SE TOMARÁ PARA REPRESENTAR
DECIMALES, EJEMPLO: 10-1 = 0.1.
OBSERVACIÓN: SIRVASE LEER CUIDADOSAMENTE CADA UNO DE LOS TEMAS PLANTEADOS, ESTO A FIN DE CONTESTARLOS EN BASE A LO SOLICITADO EN LOS
MISMOS. PARTICULAR QUE SIGNIFICA: COMPRENDERLO, INTERPRETARLO, ANALIZARLO, RESOLVERLO Y EXPRESAR SU RESPUESTA CON CLARIDAD.
#7 (10 p) DISMINUCIÓN DEL PUNTO DE CONGELACIÓN E INCREMENTO DE PUNTO DE EBULLICIÓN DE UNA SOLUCIÓN IDEAL
Calcular el punto de ebullición y el punto de congelación de una disolución que contiene 478 g de etilenglicol (EG) en 3202 g de
agua.
Dato: Peso molecular del EG= 62.07 g; EC = CH2(OH)CH2(OH). Las constantes sírvase tomarlas de la siguiente TABLA:
TABLA
CONSTANTES MOLALES DE ELEVACIÓN DEL PUNTO DE EBULLICIÓN Y DE DISMINUCIÓN DEL PUNTO DE
CONGELACIÓN DE DOS LÍQUIDOS COMUNES medidos a 1 atm.
DISOLVENTE
PUNTO DE CONGELACIÓN
NORMAL (°C)
ETANOL
Kf
Kb
(°C / m)
PUNTO DE EBULLICIÓN
NORMAL (°C)
(°C / m)
-117.3
1.99
78.4
1.22
BENCENO
5.5
5.12
80.1
2.53
AGUA
0
1.86
100
0.52
DESARROLLO:
NOTA: PARA ESTA EVALUACIÓN EL SIGNO COMA (,) SE TOMARÁ PARA REPRESENTAR MILES, EJEMPLO: 10
-1
PARA REPRESENTAR DECIMALES, EJEMPLO: 10 = 0.1.
+3
= 1,000. EL PUNTO (.) SE TOMARÁ
#8 (10 p) LEY DE LA VELOCIDAD
La reacción del óxido nítrico con hidrógeno a 1280 oC es:
2NO (g) + 2H2 (g) → N2 (g) + 2H2O (g)
A partir de los siguientes datos medidos a dicha temperatura, determine lo solicitados en los literales a, b y c:
EXPERIMENTO
[NO] (M)
[H2] (M)
VELOCIDAD INICIAL
(M/s)
1
10 X 10-3
4 X 10-3
10 X 10-5
2
10 X 10-3
2 X 10-3
5 X 10-5
3
5 X 10-3
2 X 10-3
1.3 X 10-5
a) La ley de la velocidad:
b) Constante de velocidad:
c) La velocidad de la reacción cuando [NO] = 12 x 10-3 M y [H2] = 6 x 10-3M:
NOTA: PARA ESTA EVALUACIÓN EL SIGNO COMA (,) SE TOMARÁ PARA REPRESENTAR MILES, EJEMPLO: 10 +3 = 1,000. EL PUNTO (.) SE TOMARÁ PARA REPRESENTAR
DECIMALES, EJEMPLO: 10-1 = 0.1.
OBSERVACIÓN: SIRVASE LEER CUIDADOSAMENTE CADA UNO DE LOS TEMAS PLANTEADOS, ESTO A FIN DE CONTESTARLOS EN BASE A LO SOLICITADO EN LOS
MISMOS. PARTICULAR QUE SIGNIFICA: COMPRENDERLO, INTERPRETARLO, ANALIZARLO, RESOLVERLO Y EXPRESAR SU RESPUESTA CON CLARIDAD.
#9 (10 p) ESTEQUIOMETRIA / CALCULOS A PARTIR DE LAS ECUACIONES QUÍMICAS:
Calcular de acuerdo a lo solicitado en la tabla el porcentaje (%) de clorato de potasio en una mezcla de cloruro de
potasio y clorato de potasio de acuerdo a los siguientes datos:
Un tubo de ensayo contiene una mezcla de cloruro de potasio y clorato de potasio, la mezcla inicial tiene una masa de
9.65 gramos. Luego de calentarla por un periodo de tiempo se logra una masa constante de 9.06 gramos. Suponga que
el KCl no se descompone.
Datos: KClO3 => KCl + O2; Cl = 35.5 g/mol; K = 39.10 g/mol; O = 16 g/mol.
Ecuación de descomposición del KClO3
-por balancearEcuación de descomposición del KCl
___ KClO3 => ___ KCl + ___ O2.
NO SE DESCOMPONE
Gramos de O2 liberados al medio
g O2
# de moles de O2 liberados al medio
# de moles de KClO3 que se descomponen
por calentamiento
moles de O2 liberados al medio
# de moles de KClO3 que se descomponen
en KCl y O2
Peso molecular del KClO3
g de KClO3 / mol
gramos de KClO3 descompuestos
g de KClO3 descompuestos
por calentamiento
% de KClO3 en la mezcla
=
%
NOTA: PARA ESTA EVALUACIÓN EL SIGNO COMA (,) SE TOMARÁ PARA REPRESENTAR MILES, EJEMPLO: 10+3 = 1,000. EL PUNTO (.) SE TOMARÁ PARA REPRESENTAR
DECIMALES, EJEMPLO: 10-1 = 0.1.
OBSERVACIÓN: SIRVASE LEER CUIDADOSAMENTE CADA UNO DE LOS TEMAS PLANTEADOS, ESTO A FIN DE CONTESTARLOS EN BASE A LO SOLICITADO EN LOS
MISMOS. PARTICULAR QUE SIGNIFICA: COMPRENDERLO, INTERPRETARLO, ANALIZARLO, RESOLVERLO Y EXPRESAR SU RESPUESTA CON CLARIDAD.
#10 (10 p) PRESIÓN DE VAPOR EN FUNCIÓN DE LA TEMPERATURA:
Utilice la figura de la segunda columna de la TABLA donde se indican, entre otros, las variaciones de las presiones de
vapor del éter dietílico y alcohol dietílico con la temperatura, para contestar las dos preguntas que se indican en la
primera fila de la tabla. Datos: 1 atm = 760 torr.
TABLA. Presión de vapor de cuatro líquidos comunes en función de la temperatura
1. Utilice la figura a su derecha para estimar el
punto de ebullición del éter dietílico a una
presión externa de 1000 torr. En la figura marque
con la letra D el punto correspondiente.
Respuesta:
El éter dietílico posee una presión de vapor de
1000 torr a :
_____ ºC
2. Utilice la figura a su derecha para estimar la
presión externa (en atm) donde el etanol tiene
su punto de ebullición de 60°C. En la figura
marque con la letra E el punto en cuestión.
Respuesta:
El etanol 60°C hierve con una presión de:
____ atm.